(57)【要約】  熱間圧延長尺製品を環状コイルに形成するためのポーリングリールは、垂直方向軸線上に載置された中央マストを備える。円筒状タブが、中央マストを囲み中央マストと協働して環状タブチャンバを形成する。コイルプレートが、タブチャンバの底部を形成する。中央マスト、円筒状タブ、及びコイルプレートは、一体となって垂直方向軸線を中心として回転可能である。入口ノズルが、コイルを形成する一連の積層されたリングとしてコイルプレートの上に積み上げるために、タブチャンバの内部に向かって下方に製品を方向づけるように配置された送達端部を有する。コイルプレートは、タブチャンバ内で形成されつつあるコイルの高さの増大に対応するために、垂直方向軸線に沿って下方に且つ中央マスト及び円筒状タブに対して相対的に移動可能とされる。
2019502561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延長尺製品を環状コイルに形成するためのポーリングリールであって、
垂直方向軸線の上に載置されている中央マストと、
前記中央マストを囲んでいる円筒状タブであって、環状チャンバを形成するように前記中央マストと協働する前記円筒状タブと、
前記環状チャンバの底部を形成しているコイルプレートと、
を備えている前記ポーリングリールにおいて、
前記中央マストと前記円筒状タブと前記コイルプレートとが、一体となって前記垂直方向軸線を中心として回転可能とされ、
前記ポーリングリールが、送達端部を具備する入口ノズルを備えており、前記入口ノズルの前記送達端部が、前記環状コイルを形成する一連の積層されたリングとして前記コイルプレートの上に積み上げるために、前記熱間圧延長尺製品を前記環状チャンバの内部に向かって下方に方向づけるように配置されており、
前記コイルプレートが、前記環状チャンバの内部で形成されつつある前記環状コイルの高さの増大に対応するために、前記垂直方向軸線に沿って下方に且つ前記中央マスト及び前記円筒状タブに対して相対的に移動可能とされ、
前記ポーリングリールが、垂直方向に延在していると共に前記円筒状タブの内面の周囲において周方向に離隔配置されている搬送要素であって、前記コイルプレートと同期して下方に横断可能とされる前記搬送要素を備えていることを特徴とするポーリングリール。
【請求項２】
垂直方向に横断可能とされる搬送要素が、前記コイルプレートに結合されることを特徴とする請求項１に記載のポーリングリール。
【請求項３】
前記垂直方向に横断可能な搬送要素が、前記円筒状タブによって担持された上方アイドラと下方アイドラとの間に延在している無端コンベヤチェーン又は無端コンベヤベルトとされることを特徴とする請求項２に記載のポーリングリール。
【請求項４】
前記無端コンベヤチェーン又は前記無端コンベヤベルトが、前記円筒状タブの外面に沿って垂直方向に延在している外側復路延在部を有していることを特徴とする請求項３に記載のポーリングリール。
【請求項５】
前記無端コンベヤチェーン又は前記無端コンベヤベルトの内側延在部が、前記円筒状タブの前記内面に形成されたガイドチャネルに受容され、前記ガイドチャネルに沿って横断可能とされることを特徴とする請求項３に記載のポーリングリール。
【請求項６】
前記無端コンベヤチェーン又は前記無端コンベヤベルトの前記内側延在部が、前記円筒状タブの前記内面から径方向内方に突出していることを特徴とする請求項５に記載のポーリングリール。
【請求項７】
前記コイルプレートが、前記入口ノズルの送達端部と前記環状チャンバの内部で形成されつつある前記環状コイルの頂部との距離を略一定に維持するために、下方に移動可能とされることを特徴とする請求項１に記載のポーリングリール。
【請求項８】
前記入口ノズルが、水平面に対して２５°〜３５°の角度で配置されることを特徴とする請求項１に記載のポーリングリール。
【請求項９】
前記角度が、３０°とされることを特徴とする請求項８に記載のポーリングリール。
【請求項１０】
熱間圧延長尺製品を環状コイルに形成するためのポーリングリールであって、
垂直方向軸線の上に載置されている中央マストと、
前記中央マストを囲んでいる円筒状タブであって、環状チャンバを形成するように前記中央マストと協働する前記円筒状タブと、
前記環状チャンバの底部を形成しているコイルプレートと、
を備えている前記ポーリングリールにおいて、
前記中央マストと前記円筒状タブと前記コイルプレートとが、一体となって前記垂直方向軸線を中心として回転可能とされ、
前記ポーリングリールが、送達端部を具備する入口ノズルを備えており、前記入口ノズルの前記送達端部が、前記環状コイルを形成する一連の積層されたリングとして前記コイルプレートの上に積み上げるために、前記熱間圧延長尺製品を前記環状チャンバの内部に向かって下方に方向づけるように配置されており、
前記コイルプレートが、前記垂直方向軸線に沿って下方に且つ前記中央マスト及び前記円筒状タブに対して相対的に移動可能とされ、
前記ポーリングリールが、前記円筒状タブの周囲において周方向に離隔配置された搬送要素を備えており、前記搬送要素が、前記円筒状タブの内面に形成された垂直ガイドチャネルに受容され、且つ、前記垂直ガイドチャネルに沿って移動可能とされ、前記搬送要素が、前記円筒状タブの前記内面から径方向内方に突出しているフェースプレートを有しており、前記搬送要素が、前記コイルプレートに結合され、且つ、垂直方向における前記コイルプレートの調節によって駆動されることを特徴とするポーリングリール。
【請求項１１】
熱間圧延長尺製品を環状コイルに形成するためのポーリングリールであって、
垂直方向軸線の上に載置されている中央マストと、
前記中央マストを囲んでいる円筒状タブであって、環状チャンバを形成するように前記中央マストと協働する前記円筒状タブと、
前記環状チャンバの底部を形成しているコイルプレートと、
を備えている前記ポーリングリールにおいて、
前記中央マストと前記円筒状タブと前記コイルプレートとが、一体となって前記垂直方向軸線を中心として回転可能とされ、
前記ポーリングリールが、送達端部を具備する入口ノズルを備えており、前記入口ノズルの前記送達端部が、前記環状コイルを形成する一連の積層されたリングとして前記コイルプレートの上に且つ前記環状チャンバの内部に積み上げるために、前記熱間圧延長尺製品を下方に方向づけるように配置されており、前記入口ノズルが、水平面に対して２５°〜３０°の角度で傾斜しており、
前記コイルプレートが、前記入口ノズルの送達端部と前記環状チャンバの内部に形成されつつある前記環状コイルの頂部との間の距離を略一定に維持するように、前記垂直方向軸線に沿って垂直方向に且つ前記中央マスト及び前記円筒状タブに対して相対的に調節可能とされ、
前記ポーリングリールが、垂直方向に横断可能とされる搬送要素を備えており、前記搬送要素が、前記円筒状タブの内面の周囲において周方向に離隔配置されており、且つ、前記円筒状タブの前記内面に沿って垂直方向に延在しており、前記搬送要素が、前記コイルプレートに結合され、且つ、垂直方向における前記コイルプレートの調節によって駆動されることを特徴とするポーリングリール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１６年１月１１日に出願された米国特許仮出願第６２／２７７，１０３号に基づく優先権を主張するものである。この仮出願の全内容及び実質が、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般的には棒及び他の同様の長尺製品を製造する熱間圧延機に関し、特にかかる製品を受け円筒状コイルに形成するために使用されるポーリングリールに関する。
【背景技術】
【０００３】
現行のポーリングリールは、その名称が示すように動作する。棒製品が、固定タブ底部によって下方端部が閉じられた環状チャンバを画成する径方向に離隔配置された内方壁部及び外方壁部を有する回転タブ内に、ノズルを経由して効果的に送り込まれる（poured）又は送給される。タブは、進入しつつある棒の速度と同期的な速度にて作動する。
【０００４】
ノズルは、棒が環状チャンバに進入すると、棒が接線角度で外方タブ壁部に接触し、次いで内方タブ壁部上に延在して螺旋を形成し、この螺旋がタブ底部から起始し垂直方向に上方に形成されていきタブを満たす円筒状コイルとして積み上げられるように位置決めされる。
【０００５】
かかる従来のポーリングリールは、最大で約１６ｍ／秒までの棒送達速度において正常に動作する。しかし、より高速では、タブに進入する棒は過度に高い求心力にさらされ、これは、棒が意図したようにタブの底部に送られることに対する妨げとなる。したがって、コイルは、所望の密度よりも低い状態で不規則に及び不均一に形成される。極端な例では、低密度コイルの高さがタブから外にはみ出して、それにより製造上の問題及び安全面の課題の両方を生じさせる。
【０００６】
また、製品をタブ底部に向かってに下方に方向づけるために、送達ノズルは、典型的には約５０°の比較的急な送達角度で傾斜されることが求められる。結果として、棒のテール端部は、これと同じ角度でコイルの頂部から上に突き出し、コイルがさらなる処理を被ることが可能となるようにその前に平坦状に押されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
広く述べれば、本発明の目的は、上述の問題を回避する又は少なくとも実質的に緩和する改良されたポーリングリールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以降においてさらに詳細に説明されることとなる本発明の例示の一実施形態では、熱間圧延長尺製品を環状コイルに形成するためのポーリングリールが、垂直方向軸線上に載置された中央マストを備える。円筒状タブが、中央マストを囲み中央マストと協働して環状タブチャンバを形成する。コイルプレートが、タブチャンバの底部を形成する。中央マスト、円筒状タブ、及びコイルプレートは、一体となって垂直方向軸線を中心として回転可能である。入口ノズルが、コイルを形成する一連の積層されたリングとしてコイルプレートの上に積み上げるために、タブチャンバの内部に向かって下方に製品を方向づけるように配置された送達端部を有する。コイルプレートは、タブチャンバ内で形成されつつあるコイルの高さの増大に対応するために、垂直方向軸線に沿って下方に且つ中央マスト及び円筒状タブに対して相対的に移動可能とされる。
【０００９】
垂直方向に横断可能な搬送要素は、円筒状タブの内面の周囲において周方向に離間され、円筒状タブの内面に沿って垂直方向に延在する。搬送要素は、下降しつつあるコイルプレートと共に下方に及び同期的に横断される。好ましくは、これは、コイルプレートに搬送要素を結合することによって達成されるが、均等な結果は、別個の駆動機構によっても達成され得る。
【００１０】
本明細書において使用されるように、“搬送要素”という用語は、例えばコンベヤチェーン、コンベヤベルト等を含む、様々な垂直方向に延在し長手方向に横断可能な要素を含むように広く解釈されるように意図される。
【００１１】
搬送要素は、円筒状タブによって担持された上方アイドラと下方アイドラとの間に延在するように配置された無端コンベヤチェーン又は無端コンベヤベルトの内側延在部を備え得る。
【００１２】
無端チェーン又は無端ベルトは、円筒状タブの外面に沿って垂直方向に延在する外側復路延在部を有し得る。
【００１３】
搬送要素は、円筒状タブの内面中のガイドチャネル内に受けられ、このガイドチャネルに沿って横断可能であり得る。
【００１４】
搬送要素は、円筒状タブの内面から径方向内方に突出し得る。
【００１５】
また、コイルプレートの下方移動は、ノズルの送達端部とタブチャンバ内で形成されつつあるコイルの頂部との間に実質的に一定の距離を維持する役割を果たし得る。
【００１６】
入口ノズルは、水平面に対して２５°〜３５°、好ましくは３０°の角度で配置され得る。
【００１７】
本発明の上述の特徴及び他の特徴並びに付随する利点について、添付の図面を参照しつつ、以下に詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の例示の一実施形態によるポーリングリールの側面図である。
【図２】コイル形成サイクルの開始前のポーリングリールを示す、図１のポーリングリールの拡大上面図である。
【図３】図２の断面３−３に沿った断面図である。
【図４】コイル形成サイクル中のポーリングリールを示す図３と同様の断面図である。
【図５】図４に示すようなポーリングリールの平面図である。
【図６】図５の断面６−６に沿った拡大部分断面図である。
【図７】図６の断面７−７に沿った断面図である。
【図８】コイル形成サイクルの完了時のポーリングリールを示す図４と同様の断面図である。
【図９】ポーリングリールから取外し可能な状態な引き上げ位置まで完成コイルを垂直方向に引き上げるために、コイルプレートがその最大高さへと調節された状態にある、ポーリングリールを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明によるポーリングリールの例示の一実施形態が、図１に１０で全体的に示される。ノズル１２又は他の同様の送達デバイスが、ポーリングリールの内部に向かって熱間圧延製品“Ｐ”を方向づけるように機能し、ポーリングリールにおいてＰは、環状コイルの形態で積み上げられる。
【００２０】
さらに図２及び図３を参照すると、ポーリングリールが、垂直方向軸線“Ａ”上に載置され、ベース１６から垂直方向に突出する周方向に離隔配置されたポスト１４′によって形成された、中央マスト１４を備えることが分かる。
【００２１】
円筒状タブ１８が、ベース１６の外方エッジから上方に突出する。タブは、マスト１４を囲みマスト１４と協働して環状チャンバ２０を形成する。コイルプレート２２が、環状チャンバの底部を形成する。図２において最もよく分かるように、コイルプレート２２は、切欠部２４を有し、ポスト１４′は、この切欠部２４を貫通して突出することによって中央マストにコイルプレートを回転的に結合する。
【００２２】
中央マスト１４、円筒状タブ１８、及びコイルプレート２２は、ベース１６と共に一体となって垂直方向軸線Ａを中心として回転可能である。典型的には、かかる回転は、ポーリングリールに進入する製品の速度と同期的な速度となり、ノズル１２は、図１に示すように水平面に対して角度αで傾斜され、ノズル１２の送達端部は、一連の積層されたリングとしてコイルプレート上に積み上げるために、環状チャンバ２０の内部に向かって下方に製品を方向づけるように位置決めされる。
【００２３】
コイルプレート２２は、回転可能であることに加えて、軸Ａに沿って且つ中央マスト１４及び円筒状タブ１８に対して相対的に垂直方向に調節可能とされる。かかる垂直方向調節は、軸方向往復中心シャフト２６によって達成され得る。コイル形成サイクルの最中に、コイルプレート２２は、チャンバ２０内で形成されつつあるコイルの高さの増大に対応し、さらにノズル１２の送達端部と大きくなりつつあるコイルの頂部との間に実質的に一定の距離を維持するために、徐々に下げられる。
【００２４】
垂直方向に横断可能な搬送要素２８同士が、円筒状タブの内面周囲において周方向に離間される。図６及び図７を参照すると、これらの搬送要素は、チェーンコンベヤの内側延在部をそれぞれ備え得る。チェーンコンベヤは、上方スプロケット３０ａと下方スプロケット３０ｂとの間において垂直方向に延在する無端タイプのものであってもよい。搬送要素２８としての役割を果たすこれらのチェーンコンベヤの内側延在部は、タブ１８の内面中のガイドチャネル３２内に受けられ、このガイドチャネル３２に沿って横断可能であってもよく、３４に位置する時点においてコイルプレート２２に対して結合され得る。チェーンコンベヤの外側復路延在部は、タブ１８の外面に沿って垂直方向に延在する。
【００２５】
搬送要素としての役割を果たす内側コンベヤ延在部は、フェースプレート３６を備えてもよく、これらのフェースプレート３６は、３８に位置する時点においてタブ１８の内面から径方向内方に突出し、したがって求心力によって径方向に外方に付勢されつつある進入中の製品によって接触されるように位置決めされる。
【００２６】
コイルが形成されるにつれて、コイルプレートは、コイルがタブ１８の頂部から外にはみ出すのを防止するように選択された正確な速度にて下降する。下降速度は、圧延機の製品サイズ及び送達速度によって異なる。
【００２７】
他の場合であればコイルが従来のポーリングリールタブの固定底部から均一に形成される妨げとなり得る求心力は、ここでは有利に利用される。約１６ｍ／秒を超過する送達速度にて製品を処理する場合に製品が高い求心力にさらされると、コイルプレート２２に連結された垂直方向に横断可能な搬送要素２８は、製品と接触状態になるように正確な方向にこの製品を移動させることによって、次のリングが整然と形成されるのを可能にする。
【００２８】
コイルプレート下降速度を制御することによって、コイル形成が制御される。高密度コイルが必要とされる場合には、コイルプレート及び搬送要素は、より低速にて下方に移動される。他方において、より目の粗いコイルが必要とされる場合には、下降速度を上昇させて、場合によっては下降中のライナ要素に対接して形成される各後続リング同士の間に小さな間隙を残すことが可能である。
【００２９】
図４及び図５は、コイルプレート２２がベース１６の方向に下降しつつある状態における、コイル形成サイクル中のポーリングリールを示す。
【００３０】
図８は、コイル形成サイクルの完了時におけるポーリングリールを示す。図９では、コイルプレートは、最大高さへと調節されており、完成したコイルがポーリングリールからの取外しが可能な状態でタブ１８から垂直方向に突出する。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ポーリングリール
１２  ノズル
１４  中央マスト
１４′  ポスト
１６  ベース
１８  円筒状タブ
２０  環状チャンバ
２２  コイルプレート
２４  切欠部
２６  軸方向往復中心シャフト
２８  搬送要素
３０ａ  上方スプロケット
３０ｂ  下方スプロケット
３２  ガイドチャネル
３６  フェースプレート
【図１】
2019502561.tif 000003
【図２】
2019502561.tif 000004
【図３】
2019502561.tif 000005
【図４】
2019502561.tif 000006
【図５】
2019502561.tif 000007
【図６】
2019502561.tif 000008
【図７】
2019502561.tif 000009
【図８】
2019502561.tif 000010
【図９】
2019502561.tif 000011
【国際調査報告】
2019502561.tif 000012
2019502561.tif 000013